Die Sonne ist ungefähr 150 Millionen Kilometer weg von der Erde, aber wir können ihre Wärme jeden Tag spüren. Es ist erstaunlich, wie ein brennender Gegenstand aus der Ferne seine Wärme über eine so große Entfernung abgeben kann.
Wir sprechen nicht über Temperaturen, die kaum vorhanden sind. 2019 Kuwaits Temperaturschlag 63 ° C unter direkter Sonneneinstrahlung. Wenn Sie bei solchen Temperaturen längere Zeit stehen, besteht die Gefahr, dass Sie an einem Hitzschlag sterben.
VERBINDUNG: IST ES BEREITS ZEIT, GESETZE FÜR DEN AUSSENRAUM ZU HABEN?
Aber was am meisten verwundert, ist, dass der Weltraum kalt bleibt, selbst wenn die Erde Millionen von Kilometern entfernt versengt. Warum ist der Weltraum so kalt, wenn die Sonne so heiß ist?
Um dieses rätselhafte Phänomen zu verstehen, ist es wichtig, zuerst den Unterschied zwischen den beiden Begriffen zu erkennen, die häufig synonym verwendet werden: Wärme und Temperatur.
Die Rolle von Wärme und Temperatur
In einfachen Worten Hitze ist die in einem Objekt gespeicherte Energie, während die Hitze oder Kälte dieses Objekts gemessen wird durch Temperatur Wenn also die Wärme auf ein Objekt übertragen wird, steigt ihre Temperatur. Wenn die Wärme dem Objekt entzogen wird, sinkt der Temperaturwert.
Diese Wärmeübertragung kann in drei Modi erfolgen : Leitung, Konvektion, und Strahlung .
Wärmeübertragung durch Leitung tritt in Feststoffen auf. Wenn die festen Partikel erhitzt werden, beginnen sie zu vibrieren und miteinander zu kollidieren, wodurch Wärme von heißeren auf kältere Partikel übertragen wird.
Wärmeübertragung durch Konvektion ist ein Phänomen, das in Flüssigkeiten und Gasen beobachtet wird. Diese Art der Wärmeübertragung tritt auch an der Oberfläche zwischen Feststoffen und Flüssigkeiten auf.
Wenn die Flüssigkeit erhitzt wird, steigen die Moleküle nach oben und tragen die Wärmeenergie mit sich. Eine Raumheizung ist das beste Beispiel für die konvektive Wärmeübertragung.
Wenn die Heizung die Umgebungsluft erwärmt, steigt die Lufttemperatur und die Luft steigt nach oben. Die kühle Luft oben muss sich nach unten bewegen und erwärmt werden, wodurch ein Konvektionsstrom entsteht.
Wärmeübertragung durch Strahlung ist ein Prozess, bei dem das Objekt Wärme in Form von Licht abgibt. Alle Materialien strahlen je nach Temperatur eine gewisse Menge Wärmeenergie ab.
Bei Raumtemperatur strahlen alle Objekte, einschließlich uns Menschen, Wärme als Infrarotwellen ab. Aufgrund der Strahlung können Wärmebildkameras Objekte auch nachts erkennen.
Je heißer das Objekt ist, desto mehr strahlt es aus. Die Sonne ist ein hervorragendes Beispiel für Wärmestrahlung, die Wärme über das Sonnensystem überträgt.
Nachdem Sie nun den Unterschied zwischen Wärme und Temperatur kennen, sind wir der Beantwortung der im Titel dieses Artikels gestellten Frage sehr nahe.
Wir wissen jetzt, dass die Temperatur nur die Materie beeinflussen kann. Der Raum enthält jedoch nicht genügend Partikel und ist fast ein vollständiges Vakuum und ein endloser Raum.
Dies bedeutet, dass die Wärmeübertragung unwirksam ist. Es ist unmöglich, die Wärme durch Wärmeleitung oder Konvektion zu übertragen.
Strahlung bleibt die einzige Möglichkeit.
Wenn die Sonnenwärme in Form von Strahlung auf ein Objekt fällt, absorbieren die Atome, aus denen das Objekt besteht, Energie. Diese Energie beginnt, die Atome zu bewegen, vibrieren und erzeugen dabei Wärme.
Bei diesem Phänomen passiert jedoch etwas Interessantes. Da es keine Möglichkeit gibt, Wärme zu leiten, bleibt die Temperatur der Objekte im Raum für lange Zeit gleich.
Heiße Gegenstände bleiben heiß und kalte Dinge bleiben kalt.
Wenn jedoch die Sonnenstrahlung in die Erdatmosphäre eintritt, muss viel Materie angeregt werden. Daher empfinden wir die Sonnenstrahlung als Wärme.
Dies wirft natürlich die Frage auf: Was würde passieren, wenn wir etwas außerhalb der Erdatmosphäre platzieren?
Platz kann Sie leicht einfrieren oder verbrennen
Wenn ein Objekt außerhalb der Erdatmosphäre und in direktem Sonnenlicht platziert wird, wird es erwärmt um 120 ° C Objekte rund um die Erde und im Weltraum, die kein direktes Sonnenlicht erhalten, befinden sich in der Nähe 10 ° C .
Die 10 ° C Die Temperatur ist auf die Erwärmung einiger Moleküle zurückzuführen, die aus der Erdatmosphäre entweichen. Wenn wir jedoch die Temperatur des leeren Raums zwischen den Himmelskörpern im Raum messen, ist dies nur der Fall. 3 Kelvin über dem absoluten Nullpunkt
Die wichtigste Erkenntnis hier ist also, dass die Temperatur der Sonne nur gefühlt werden kann, wenn Materie vorhanden ist, um sie zu absorbieren. Der Raum enthält fast keine Materie; daher die Kälte.
Die zwei Seiten der Sonnenwärme
Wir wissen, dass schattige Regionen kalt werden. Das beste Beispiel ist die Nachtzeit, in der die Temperaturen sinken, da keine Strahlung auf diesen Teil der Erde trifft.
Im Weltraum sieht es jedoch etwas anders aus. Ja, Objekte, die vor der Sonnenstrahlung verborgen sind, sind kälter als die Stellen, die Sonnenlicht erhalten, aber der Unterschied ist ziemlich drastisch.
Das Objekt im Weltraum ist auf seinen beiden Seiten zwei extremen Temperaturen ausgesetzt.
Nehmen wir zum Beispiel den Mond. Die Bereiche, die das Sonnenlicht erhalten, sind beheizt zu 127 ° C und die dunkle Seite des Mondes wird gefrieren -173 ° C .
Aber warum hat die Erde nicht die gleichen Auswirkungen? Dank unserer Atmosphäre werden die Infrarotwellen der Sonne reflektiert und diejenigen, die in die Erdatmosphäre gelangen, gleichmäßig verteilt.
Aus diesem Grund spüren wir eher eine allmähliche Temperaturänderung als extreme Hitze oder Kälte.
Ein weiteres Beispiel, das die Temperaturpolarität im Weltraum zeigt, sind die Auswirkungen der Sonne auf die Parker-Sonnensonde. Parker Solar Probe ist ein NASA-Programm, bei dem eine Sonde in den Weltraum geschickt wurde, um die Sonne zu untersuchen.
Im April 2019 war die Sonde gerade 15 Millionen Meilen weg von der Sonne. Um sich selbst zu schützen, wurde ein Hitzeschild verwendet.
Die Temperatur des Hitzeschildes, als es mit der Sonnenstrahlung bombardiert wurde, war 121 ° C während der Rest der Sonde bei saß -150 ° C .
Raum ist die ultimative Thermoskanne
Wenn es nichts zu erwärmen gibt, bleibt die Temperatur eines Systems gleich. Dies ist im Weltraum der Fall. Die Sonnenstrahlung kann durch das System wandern, aber es gibt keine Moleküle oder Atome, die diese Wärme absorbieren können.
Auch wenn ein Stein darüber erhitzt wird 100 ° C Durch die Sonnenstrahlung absorbiert der Raum um ihn herum aus demselben Grund keine Temperatur. Wenn dies keine Rolle spielt, findet keine Temperaturübertragung statt.
Selbst wenn die Sonne heiß ist, bleibt der Raum kalt wie Eis!